Welk direct bewijs toont bij volwassenen aan dat tijdgebonden eten, intermitterend vasten, langdurig vasten of daaropvolgende refeeding autofagie of autofagische flux in menselijke weefsels of cellen beïnvloedt, en hoe sterk is dit bewijs?
Directe meting van autofagische flux bij mensen toont aan dat meerdaags vasten (3-5 dagen) autofagie activeert in metabool actieve weefsels zoals skeletspieren en specifieke immuuncelpopulaties, maar dat dagelijks tijdgebonden eten en nachtelijk vasten inconsistente of minimale effecten opleveren die aanzienlijk variëren per weefseltype, meetmethode en individuele gezondheidsstatus, waarbij het sterkste bewijs afkomstig is van studies waarin lysosomale inhibitoren worden gebruikt om flux te meten in plaats van de statische abundantie van markers.
Samenvatting
Veertien studies die autofagieresponsen op vasteninterventies bij volwassenen onderzochten, tonen een heterogene bewijskwaliteit en weefselspecifieke responsen aan. Studies die gebruikmaken van gevalideerde autofagische flux-assays met lysosomale remmers leveren het sterkste bewijs: een 5-daags vasten-nabootsend dieet verhoogde de autofagische flux in perifere mononucleaire bloedcellen vergeleken met controles (p=0.0191) [1], en 4 dagen volledig vasten activeerde de flux in neutrofielen wanneer deze adequaat werd gemeten [2]. Daarentegen veranderde 12 uur nachtelijk vasten gevolgd door hervoeding de flux niet in twee studies onder 42 gezonde volwassenen [3, 4]. Langdurig vasten (72 uur) activeerde consistent componenten van de autofagieroute in skeletspieren, waaronder een afname van ~50% in mTOR-fosforylering [5] en een verhoogde ULK1-expressie [6], hoewel statische markermetingen die gelijktijdige toenames in LC3B-II en p62 lieten zien, een definitieve fluxbepaling verhinderden [5, 6]. Dagelijks tijdgebonden eten (vensters van 6-8 uur) leidde na 4 dagen tot 8 weken tot bescheiden effecten, met een toename van de LC3A-expressie met 22% [7] en verhoogde ATG-5-spiegels [8]. Er kwamen weefselspecifieke responsen naar voren, waarbij autofagiemarkers in het bloed grotendeels onaangedaan bleven door 12 uur vasten bij ernstig zieke patiënten en gezonde controles [9], terwijl vasten leidde tot een toename van autofagische monocyten, maar niet van lymfocyten [10]. Chronische nierziekte deed de autofagie-activatie die bij gezonde proefpersonen werd waargenomen tijdens nachtelijk vasten teniet (γLC3-ratio 0.92 vs 1.78, p<0.0001) [11]. Inspanningsintensiteit bleek van grotere betekenis dan de vastentoestand bij het activeren van autofagie in skeletspieren via AMPK-afhankelijke signaalroutes [12]. Het bewijs suggereert dat meerdaags vasten autofagie activeert in metabool actieve weefsels wanneer dit wordt gemeten met gevalideerde fluxmethoden, terwijl kortere dagelijkse vastenperioden inconsistente effecten vertonen die variëren per weefseltype, meettijdstip en individuele metabole capaciteit.
Stroomdiagram
Zoekactie naar artikelen
PubMed-corpus
We hebben een trefwoordenzoekactie uitgevoerd binnen het PubMed-corpus.
(autophagy OR autophagic flux OR LC3 OR SQSTM1 OR p62 OR ULK1 OR Beclin-1 OR ATG) AND (fasting OR starvation OR "time-restricted eating" OR "time restricted feeding" OR intermittent fasting) AND humans
De zoekopdracht leverde in totaal 300 resultaten op vanuit PubMed.
Elicit-corpus
We hebben een semantische zoekactie uitgevoerd over meer dan 138 miljoen wetenschappelijke publicaties via de Elicit-zoekmachine, die het volledige aanbod van Semantic Scholar en OpenAlex omvat.
We hebben de volgende zoekopdrachten uitgevoerd:
- "human fasting skeletal muscle blood leukocyte PBMC autophagy LC3 p62"
- "prolonged fasting refeeding human autophagy autophagic flux biomarker study"
De zoekopdrachten leverden in totaal 600 resultaten op vanuit Elicit.
We hebben 794 artikelen die het meest relevant waren voor de vraagstelling opgehaald voor screening.
Screening
Abstract-screening
We hebben bronnen geïncludeerd op basis van hun abstract wanneer ze voldeden aan de volgende criteria:
- Volwassen mensen: Vermeldt de titel of het abstract een studie uitgevoerd bij volwassen mensen (18 jaar of ouder), of een menselijk cohort van gemengde leeftijd dat aannemelijk volwassenen kan omvatten?
- Primaire voltooide studie: Betreft dit een primair verslag van een voltooide humane studie, in plaats van een review, protocol, designpaper, redactioneel artikel, erratum of congresabstract?
- Vastenblootstelling: Evalueert de titel of het abstract een gedefinieerde blootstelling aan vasten, tijdgebonden eten/voeden, periodiek vasten (intermittent fasting), om-de-dag-vasten of hernieuwde voeding na vasten?
- Autofagie-gerelateerde uitkomst: Vermeldt de titel of het abstract dat autofagie, autofagische flux of een autofagie-gerelateerde moleculaire/cellulaire marker wordt gemeten?
Artikelen die niet voldeden aan een van de strikte criteria werden automatisch geëxcludeerd. Voor de overige artikelen hebben we alle screeningsvragen in samenhang beoordeeld en een holistisch oordeel geveld over het al dan niet includeren van elk artikel.
36 artikelen kwamen door de abstract-screening en gingen door naar de full-text screening.
Bij de abstract-screening was het aantal geëxcludeerde artikelen per primaire reden als volgt:
- Volwassen mensen: n = 463
- Primaire voltooide studie: n = 67
- Vastenblootstelling: n = 144
- Autofagie-gerelateerde uitkomst: n = 82
- Overig / onder de screeningsdrempel: n = 2
Full-text screening
Vervolgens hebben we artikelen gescreend op basis van hun volledige tekst aan de hand van de volgende aanvullende criteria:
- Data van volwassen mensen: Alleen publicaties includeren met analyseerbare data van volwassenen van 18 jaar of ouder.
- Gedefinieerde blootstelling: Alleen studies includeren met een voldoende beschreven blootstelling aan vasten of hernieuwde voeding, inclusief duur of dagelijks eetvenster.
- Directe autofagiemeting: Alleen studies includeren die autofagie of autofagische flux direct meten in een menselijk biologisch monster, met gebruikmaking van ten minste één moleculaire, eiwit-, beeldvormings- of lysosomale/autofagosoommarker. Studies met uitsluitend metabole, inflammatoire, langlevendheids- of klinische uitkomsten excluderen.
- Primair voltooid verslag: Alleen voltooide primaire onderzoeksverslagen met resultaten includeren, met uitsluiting van reviews, protocollen, narratieve stukken en congresabstracts.
Artikelen die niet voldeden aan een van de strikte criteria werden automatisch geëxcludeerd. Voor de overige artikelen hebben we alle screeningsvragen in samenhang beoordeeld en een holistisch oordeel geveld over het al dan niet opnemen van elk artikel in de uiteindelijke analyse.
14 artikelen kwamen door de full-text screening en gingen door naar de data-extractie.
Bij de full-text screening was het aantal geëxcludeerde artikelen per primaire reden als volgt:
- Data van volwassen mensen: n = 1
- Gedefinieerde blootstelling: n = 1
- Directe autofagiemeting: n = 4
- Geen volledige tekst: n = 16
Data-extractie
We hebben een groot taalmodel gevraagd om de onderstaande datacolommen uit elk artikel te extraheren. We hebben het model de hieronder weergegeven extractie-instructies voor elke kolom gegeven.
- Studie-identiteit en -opzet: Extraheer citatie, land indien gerapporteerd, opzet (gerandomiseerd, cross-over, gecontroleerde voeding, prospectief mechanistisch of overig), geanalyseerde steekproefomvang en populatiekenmerken.
- Blootstelling en comparator: Extraheer het vastenregime nauwkeurig: dagelijks eetvenster, vastenduur, toegestane energie-inname, aantal cycli/dagen, instructies voor fysieke activiteit en comparator of baseline.
- Biologisch monster en timing: Extraheer type monster/weefsel/cel, timing van afname ten opzichte van de laatste calorie-inname en hernieuwde voeding, en of er herhaalde monsterafname binnen dezelfde persoon heeft plaatsgevonden.
- Autofagiemeting en interpreteerbaarheid: Extraheer elke autofagie-gerelateerde assay/marker, of deze de flux beoordeelt dan wel een statische abundantie-/expressieproxy betreft, de richting van verandering en door de auteurs vermelde assay-beperkingen.
- Primaire autofagiebevindingen: Extraheer numerieke resultaten waar beschikbaar, onzekerheid/statistische toets en de conclusie van de auteurs met betrekking tot autofagie.
- Metabole context en veiligheid: Extraheer ketonen, glucose, insuline, gewichtsverandering, bijwerkingen en uitval uitsluitend indien gerapporteerd.
- Signalen voor risico op vertekening: Extraheer ontwerpkenmerken die relevant zijn voor bias: toewijzing/randomisatie, controle/comparator, blindering van laboratoriumuitkomsten, ontbrekende gegevens, prespecificatie en belangenconflicten.
Resultaten
Kenmerken van de geïncludeerde studies
Er werden veertien studies geïncludeerd waarin autofagie in reactie op vasten of tijdgebonden eten werd onderzocht. Voor alle studies werden de volledige teksten verkregen. De steekproefomvang varieerde van 7 tot 70 deelnemers, waarbij de meeste studies gezonde volwassenen betroffen. De studies werden voornamelijk uitgevoerd in Europa (België, Denemarken) en de Verenigde Staten, met aanvullende studies uit Taiwan en Rusland. De onderzoeksopzetten omvatten gerandomiseerde cross-over trials, gecontroleerde voedingsstudies en prospectieve mechanistische studies.
| Studie | Volledige tekst verkregen? | Land | Onderzoeksopzet | Steekproefomvang | Populatie | Vastenschema | Specimen/weefsel | Primaire autofagiebevinding |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Humaira Jamshed et al., 2019 [7] | Ja | Verenigde Staten [7] | Gerandomiseerd cross-over met gecontroleerde voeding [7] | 11 [7] | Algemeen gezonde volwassenen in de leeftijd van 20-45 jaar, BMI 25.0-35.0 kg/m² [7] | eTRF: 08:00-14:00 eetvenster (6 uur) vs. controle 08:00-20:00 (12 uur), 4 dagen [7] | Volbloed [7] | Toegenomen LC3A-expressie met 22% in de ochtend (p=0.001) [7] |
| C. Schwalm et al., 2017 [13] | Ja | België [13] | Gerandomiseerd cross-over met gecontroleerde voeding en inspanning [13] | 7 [13] | Getrainde atleten, leeftijd 24±1 jaar, V˙O2peak 64.5±1.7 mL/min/kg [13] | 8 uur nachtelijk vasten, uitsluitend water vs. gevoede toestand met ontbijt en koolhydraatdrank tijdens 2 uur fietsen [13] | Musculus vastus lateralis [13] | Mitofagie niet geactiveerd tijdens of kort na inspanning; LC3bII/LC3bI-ratio verlaagd na inspanning in nuchtere toestand (p=0.019) [13] |
| F. Pietrocola et al., 2017 [2] | Ja | Niet vermeld [2] | Prospectief mechanistisch [2] | 9 [2] | Gezonde individuen, leeftijd 24-54, BMI 20-25 [2] | Nulcaloriedieet (uitsluitend water, thee, koffie) gedurende 4 dagen [2] | Witte bloedcellen [2] | Autofagie-activatie detecteerbaar in neutrofielen na ex vivo kweek met leupeptine; duidelijke afname van eiwitlysine-acetylering [2] |
| M. Vendelbo et al., 2014 [5] | Ja | Denemarken [5] | Gerandomiseerd cross-over [5] | 8 [5] | Gezonde mannelijke vrijwilligers, leeftijd 26-64 jaar, BMI 23.8 kg/m² [5] | 72 uur vasten met kraanwater toegestaan vs. nachtelijk vasten [5] | Skeletspier (vastus lateralis) [5] | LC3B-II nam toe met ~30%; p62 nam toe met ~10%, wat de fluxinterpretatie compliceert; mTOR-fosforylering daalde met ~50% [5] |
| C. Schwalm et al., 2015 [12] | Ja | België [12] | Gerandomiseerd cross-over met gecontroleerde voeding en inspanning [12] | 23 [12] | Goedgetrainde atleten [12] | 8 uur nachtelijk vasten vs. gevoede toestand tijdens 2 uur fietsen op 55% of 70% VO2 peak [12] | Musculus vastus lateralis [12] | Inspanningsintensiteit significanter dan dieet; hoogintensieve inspanning verhoogde autofagische flux (verlaagde LC3bII en p62/SQSTM1); geassocieerd met verhoogde AMPKα-activiteit [12] |
| J. Kröpfl et al., 2022 [10] | Ja | Niet gespecificeerd [10] | Prospectief mechanistisch met herhaalde metingen [10] | 8 [10] | Gezonde volwassenen [10] | 14-15 uur vasten vs. gestandaardiseerd ontbijt [10] | Perifeer bloed (lymfocyten en monocyten) [10] | Vasten verhoogde de concentraties autofagische monocyten (p=0.026); inspanning verhoogde de concentraties autofagische lymfocyten (p=0.043); negatieve correlatie tussen LC3BII/I en aantallen autofagische cellen (r=-0.74, p=0.02) [10] |
| Sara E. Espinoza et al., 2025 [1] | Ja | Verenigde Staten [1] | Gerandomiseerde klinische studie [1] | 30 [1] | Gezonde volwassenen in de leeftijd van 25-65 jaar, gemiddelde leeftijd 49.1±11.8 jaar [1] | Fasting-mimicking diet: 1100 kcal dag 1, 700-800 kcal dag 2-5, gevolgd door herintroductie van voeding [1] | Perifere mononucleaire bloedcellen (PBMC) [1] | FMD verhoogde de autofagische flux via toegenomen autofagische degradatie; controlegroep vertoonde een hogere LC3B-II/LC3B-I-ratio dan FMD-groepen (p=0.0191) [1] |
| Ann Mosegaard Bak et al., 2016 [6] | Ja | Denemarken [6] | Gerandomiseerd cross-over [6] | 18 [6] | Negen slanke (BMI 19-23) en negen obese (BMI 32-40) mannen in de leeftijd van 20-35 jaar [6] | 12 uur vasten vs. 72 uur vasten [6] | Spier (vastus lateralis) en vetweefsel [6] | ULK1 mRNA- en eiwitniveaus namen toe bij 72 uur vasten; ULK1 p-Ser 757/totaal ULK1-ratio daalde; p62 mRNA en eiwit namen toe, wat de fluxinterpretatie compliceert [6] |
| Sanjna Singh et al., 2025 [3] | Ja | Niet vermeld [3] | Eenarmige pre-poststudie [3] | 42 [3] | Gezonde individuen [3] | 12 uur nachtelijk vasten gevolgd door een eiwitrijke maaltijd [3] | Perifere mononucleaire bloedcellen [3] | Geen verandering in autofagische flux tussen nachtelijk vasten en 1 uur na een eiwitrijke maaltijd; seksueel dimorfisme waarbij vrouwen een hogere flux vertoonden dan mannen (p=0.0031) [3] |
| S. Singh et al., 2024 [4] | Ja | Niet vermeld [4] | Eenarmige pre-poststudie [4] | 42 [4] | Gezonde individuen [4] | 12 uur nachtelijk vasten gevolgd door een eiwitrijke maaltijd [4] | Perifere mononucleaire bloedcellen [4] | Geen verandering in autofagische flux tussen nuchtere en postprandiale toestand [4] |
| Wei-Ting Chen et al., 2013 [11] | Ja | Taiwan [11] | Prospectieve patiënt-controlestudie [11] | 90 [11] | 60 patiënten met stadium 5 CKD en 30 op leeftijd en geslacht gematchte gezonde controles, in de leeftijd van 20-79 jaar [11] | Nachtelijk vasten (12 uur) gevolgd door ontbijt [11] | Leukocyten [11] | Nachtelijk vasten induceerde autofagie bij gezonde proefpersonen (γLC3-ratio 1.78), maar niet bij CKD-patiënten (γLC3-ratio 0.92-1.22, p<0.0001) [11] |
| L. Van Dyck et al., 2020 [9] | Ja | België [9] | Gerandomiseerde cross-over pilotstudie [9] | 70 [9] | Volwassen langdurig kritiek zieke patiënten (≥18 jaar) afhankelijk van mechanische ademhalings- en hemodynamische ondersteuning [9] | 12 uur voeding vs. 12 uur vasten, afgewisseld op dag 8±1 [9] | Volbloed en geïsoleerde witte bloedcellen [9] | Autofagiemarkers in bloedmonsters grotendeels onaangetast door vasten; auteurs concluderen dat bloedmonsters mogelijk geen afspiegeling vormen van autofagie in andere weefsels [9] |
| Tugce Ozlu Karahan et al., 2025 [8] | Ja | Turkije (afgeleid) [8] | Gerandomiseerde gecontroleerde studie [8] | 48 [8] | Volwassenen met overgewicht of obesitas en MAFLD, in de leeftijd van 18-65 jaar, BMI ≥25 kg/m² [8] | Energiebeperkt dieet (22-25 kcal/kg/dag) vs. energie- + tijdbeperkt dieet (16:8-patroon, 10:00-12:00 tot 18:00-20:00) [8] | Bloed (serummarkers) [8] | ATG-5-spiegels stegen in de energie- + tijdbeperkte dieetgroep (0.74 naar 0.95 ng/mL, p=0.03); positieve correlatie tussen serum-FGF-21 en ATG-5 (R=0.343, p=0.02) [8] |
| I. Tkhakushinov & S. Lysenkov, 2022 [14] | Ja | Rusland [14] | Gecontroleerde voeding met partiële voedseldeprivatie [14] | 20 [14] | Mannen verdeeld in drie leeftijdsgroepen: jong (18-44 jaar), middelbaar (45-60 jaar) en oud (61-75 jaar) [14] | Partiële voedseldeprivatie (800-120 kcal per dag) gedurende 12 dagen [14] | Bloed [14] | Leeftijd is de belangrijkste factor die de autofagie-activiteit beïnvloedt; autofagie-activiteit neemt af met de leeftijd [14] |
De studies onderzochten uiteenlopende vastenschema's, variërend van een nachtelijk vasten van 8 uur tot een volledige vastenperiode van 4 dagen, waarbij metingen werden verricht in diverse weefsels, waaronder skeletspier, bloedcellen en perifere mononucleaire bloedcellen. De meeste studies maakten gebruik van een cross-overopzet waarbij deelnemers als hun eigen controle dienden, met metingen voor en na de vasteninterventies.
Meetmethoden voor autofagie en interpreteerbaarheid
Studies maakten gebruik van heterogene assaymethoden met een wisselend vermogen om autofagische flux te onderscheiden van statische markerconcentraties. De verwerking van LC3 (microtubule-associated protein 1A/1B-light chain 3) was de meest gerapporteerde marker, beoordeeld via LC3B-II/LC3B-I-ratio's [1, 5, 10, 13], LC3-lipidering [2] of LC3A/LC3B-genexpressie [7]. Aanvullende markers omvatten p62/SQSTM1 (sequestosome 1) [5, 12, 13], ULK1 (unc-51 like autophagy activating kinase 1)-fosforylering [5, 6, 12], ATG (autophagy-related)-eiwitten [8], Beclin-1 [8, 11, 14] en mTOR (mechanistic target of rapamycin)-signalering [5].
Er kwamen cruciale methodologische verschillen naar voren met betrekking tot fluxmetingen versus statische metingen. Verschillende studies maten de autofagische flux met behulp van lysosomale remmers: Espinoza et al. behandelden PBMC's ex vivo met chloroquine, waarbij LC3B-II-accumulatie werd gemeten als een gevalideerde fluxindicator [1]. Evenzo injecteerden Pietrocola et al. leupeptine voorafgaand aan bloedafname bij muizen en kweekten zij menselijke leukocyten ex vivo met leupeptine, waarbij autofagie-activatie alleen detecteerbaar bleek bij proteaseremming [2]. Singh et al. (2024 en 2025) voegden lysosomale remmers rechtstreeks toe aan volbloed en kwantificeerden de LC3B-II-ophoping via ELISA als een fysiologisch relevante fluxmaat [3, 4]. Daarentegen maten de meeste studies de statische aanwezigheid van autofagiemarkers zonder fluxbeoordeling, wat leidde tot uitdagingen bij de interpretatie.
De LC3B-II/LC3B-I-ratio illustreert deze beperking. Hoewel deze ratio veelvuldig wordt gebruikt als indicator voor autofagie, kan een verhoogd LC3B-II zowel een toegenomen autofagosoomvorming als een verminderde autofagosoomdegradatie weerspiegelen [5]. Vendelbo et al. stelden vast dat LC3B-II met ~30% toenam tijdens een 72-uurs vastenperiode, maar dat p62 eveneens met ~10% steeg, wat de interpretatie bemoeilijkt aangezien p62 normaliter wordt afgebroken tijdens autofagie [5]. De auteurs merkten op dat zij de autofagische flux niet definitief konden vaststellen op basis van deze tegenstrijdige markers [5]. Bak et al. rapporteerden vergelijkbare patronen: ULK1 nam toe en de remmende fosforylering ervan nam af bij vasten, wat wijst op autofagie-activatie, maar p62 mRNA en eiwit namen eveneens toe [6]. Beide studies erkenden dat deze data de flux niet direct meten [5, 6].
Studies die complementaire markers gebruikten, leverden robuuster bewijs. Schwalm et al. (2015) maten ULK1-fosforylering, de LC3bII/I-ratio, p62/SQSTM1-eiwit en autofagie-gerelateerde genexpressie, en stelden verlaagde LC3bII- en p62-niveaus vast na hoogintensieve inspanning, wat duidt op een toegenomen flux [12]. De daling van beide markers, in plaats van slechts één, toonde autofagische degradatie overtuigender aan. Op vergelijkbare wijze combineerden Kröpfl et al. flowcytometrie voor LC3B-positieve cellen met Western blotting voor LC3BII/I-ratio's, hoewel zij een negatieve correlatie vonden tussen deze metingen in monocyten [10], wat wijst op een complexe regulatie die niet volledig wordt gedekt door afzonderlijke markers.
Meerdere studies benadrukten weefselspecifieke autofagieresponses. Van Dyck et al. vonden dat autofagiemarkers in bloedmonsters grotendeels onaangetast bleven door 12 uur vasten bij kritiek zieke patiënten en gezonde controles, wat de auteurs deed concluderen dat bloed mogelijk geen afspiegeling vormt van autofagie in andere weefsels [9]. Kröpfl et al. zagen differentiële responsen in lymfocyten versus monocyten: vasten verhoogde de concentraties autofagische monocyten maar niet die van lymfocyten, terwijl inspanning autofagische lymfocyten verhoogde maar geen monocyten [10]. Chen et al. toonden aan dat nachtelijk vasten autofagie activeerde in de leukocyten van gezonde proefpersonen, maar niet bij patiënten met chronische nierziekte [11], wat aangeeft dat een ziektetoestand typische autofagieresponses teniet kan doen.
Door de auteurs genoemde beperkingen bevestigden deze meetuitdagingen. Meerdere studies merkten op dat genexpressie mogelijk geen afspiegeling is van eiwitniveaus of functionele activiteit [7], dat enkele tijdstippen dynamische veranderingen kunnen missen [4] en dat autofagie in bloed mogelijk niet representatief is voor responsen in metabool actieve weefsels zoals lever of spier [4, 9]. Espinoza et al. noemden de kleine steekproefomvang en korte evaluatieperiode als beperkingen [1], terwijl Karahan et al. opmerkten dat hun beoordeling van uitsluitend ATG-5 en Beclin-1, zonder evaluatie van p62/SQSTM1, de interpretatie van de autofagische flux beperkte [8].
Autofagiebevindingen naar vastenblootstelling
Tijdgebonden eten (dagelijkse eetvensters)
Twee studies onderzochten dagelijks tijdgebonden eten met eetvensters van 6-8 uur. Jamshed et al. vonden dat vroege tijdgebonden voeding (eTRF; 08:00-14:00, venster van 6 uur) de LC3A-genexpressie in de ochtend met 22% verhoogde in vergelijking met een controlevenster van 12 uur (08:00-20:00), met p=0.001 [7]. Deze toename trad op in volbloedcellen na 4 dagen eTRF [7]. LC3A is echter een statische genexpressiemarker in plaats van een directe fluxmaat [7], en de auteurs merkten op dat genexpressie mogelijk geen afspiegeling is van eiwitniveaus [7]. De metabole context omvatte een daling van de 24-uurs glucosespiegels met 4±1 mg/dL (p=0.0003) en een stijging van de ochtendketonen met 0.03±0.01 mM (p=0.009) [7].
Karahan et al. vergeleken enkel energiebeperking met energiebeperking gecombineerd met 16:8 tijdgebonden eten (eetvenster 10:00-20:00) bij 48 volwassenen met metabole disfunctie-geassocieerde steatotische leverziekte [8]. ATG-5-spiegels stegen na 8 weken alleen significant in de tijdbeperkte groep, van 0.74 naar 0.95 ng/mL (p=0.03) [8], met een positieve correlatie tussen serum-FGF-21 en ATG-5 (R=0.343, p=0.02) [8]. ATG-5 vertegenwoordigt een statische serummarker [8], en de studie erkende beperkingen bij het beoordelen van flux zonder evaluatie van p62/SQSTM1 [8]. Beide groepen vertoonden gewichtsverlies en verbeterde metabole markers, waaronder een daling van nuchtere glucose en leverenzymen [8].
Intermitterend vasten en nachtelijk vasten
Onderzoeken naar nachtelijk vasten van 8-15 uur toonden weefselspecifieke en contextafhankelijke autofagieresponsen aan. Chen et al. toonden aan dat 12 uur nachtelijk vasten autofagie-activatie induceerde bij gezonde proefpersonen, zoals blijkt uit de conversie van LC3-I naar LC3-II (γLC3-ratio 1.78) en verhoogd Atg5- en Beclin-1-mRNA [11]. Deze respons was afwezig bij patiënten met chronische nierziekte (γLC3-ratio 0.92-1.22, p<0.0001) [11], en hemodialyse herstelde de autofagie-activatie niet [11]. Metingen werden uitgevoerd in leukocyten die werden verzameld na een nacht vasten en 2 uur na het ontbijt [11].
Twee onderzoeken van Singh et al. onderzochten of een eiwitrijke maaltijd na 12 uur nachtelijk vasten de autofagie veranderde bij 42 gezonde volwassenen. Met behulp van lysosomale remmer-versterkte ELISA om de autofagische flux in PBMCs te meten [3, 4], vonden beide onderzoeken geen verandering in flux tussen de nuchtere toestand en 1 uur na maaltijdconsumptie [3, 4]. De auteurs merkten op dat dit aannames betwist dat acute nutritionele interventies autofagie bij mensen beïnvloeden [4] en suggereerden dat de bemonstering 1 uur na de maaltijd mogelijk geen optimale timing was [4]. Opvallend is dat vrouwen een hogere autofagische flux hadden dan mannen (p=0.0031) [3], wat wijst op een seksueel dimorfisme dat onafhankelijk is van de maaltijdinterventie.
Schwalm et al. 2017 onderzochten 8 uur nachtelijk vasten gecombineerd met 2 uur fietsen op hoge intensiteit bij 7 getrainde atleten [13]. In de vastus lateralis-spier nam de LC3bII/LC3bI-ratio na de inspanning alleen af in de nuchtere toestand (p=0.019) [13], terwijl mitochondriaal LC3bII en p62/SQSTM1 onveranderd bleven [13]. De auteurs concludeerden dat mitofagie niet werd geactiveerd tijdens of kort na de inspanning, ongeacht de voedingstoestand, hoewel spiercellen in de gevoede toestand mitochondria leken voor te bereiden op degradatie op latere tijdstippen [13].
Kröpfl et al. stelden vast dat 14-15 uur vasten de concentraties van circulerende autofagische monocyten verhoogde (p=0.026), maar niet die van lymfocyten, vergeleken met een gevoede toestand met een gestandaardiseerd ontbijt [10]. Omgekeerd verhoogde acute inspanning de concentraties van autofagische lymfocyten (p=0.043), maar niet die van monocyten [10]. Western blot-analyse toonde aan dat hogere LC3BII/I-ratio's negatief correleerden met het aantal autofagische cellen (r=-0.74, p=0.02) [10], wat wijst op een complexe regulatie waarbij verhoogde autofagie op eiwitniveau gepaard ging met minder autofagische cellen in de circulatie [10].
Langdurig vasten (24+ uur)
Onderzoeken naar vastenperiodes van 72 uur tot 4 dagen leverden bewijs voor de activering van de autofagieroute, zij het met aanhoudende interpretatieve uitdagingen. Vendelbo et al. bestudeerden 8 gezonde mannen tijdens een vastenperiode van 72 uur waarin uitsluitend water was toegestaan [5]. In skeletspierbiopten steeg de LC3B-II-expressie met ~30%, maar het p62-eiwit nam eveneens met ~10% toe [5]. mTOR-fosforylering daalde met ~50%, samen met verminderde stroomafwaartse signalering inclusief 4EBP1-, ULK1- en rpS6-fosforylering [5]. De tegenstrijdige patronen van LC3B-II en p62 maakten het bepalen van de autofagische flux problematisch [5], hoewel verminderde mTOR-signalering de activering van de autofagieroute ondersteunde. De netto fenylalanineagifte door spierweefsel nam significant toe [5], optredend in de context van een glucoseafname van 25% en geïnitieerde ketogenese [5].
Bak et al. vergeleken 12 uur versus 72 uur vasten bij 9 slanke en 9 obese jonge mannen [6]. Na 72 uur stegen de ULK1-mRNA- en eiwitniveaus significant in spier- en vetweefsel [6], terwijl de ratio van inhiberende ULK1-fosforylering (Ser 757) ten opzichte van totaal ULK1 daalde [6], wat duidt op een verminderde suppressie van autofagie. De p62-mRNA- en eiwitniveaus stegen echter eveneens [6]. Obese proefpersonen vertoonden zowel basaal als na 72 uur vasten een verhoogde totale lichaamslipolyse en verlaagde ureumproductiesnelheden, wat compatibel is met het behoud van spiereiwit [6]. De studie wees op beperkingen bij het uitdrukken van resultaten per lichaamsgewicht, waardoor metabole fluxen bij obese proefpersonen mogelijk werden onderschat [6].
Pietrocola et al. onderzochten een 4-daags nul-calorieën-vasten (uitsluitend water, thee, koffie) bij 9 gezonde vrijwilligers [2]. Het vasten veroorzaakte grote veranderingen in het plasmametaboloom, maar slechts minimale veranderingen in het intracellulaire leukocytenmetaboloom [2]. Witte bloedcellen vertoonden een duidelijke reductie in eiwitlysine-acetylering in zowel het nucleaire als het cytoplasmatische compartiment [2]. Autofagie-activering, gemeten via LC3B-lipidering, werd in neutrofielen pas detecteerbaar na ex-vivokweek met leupeptine [2], wat aangeeft dat autofagische flux optrad maar lysosomale inhibitie vereist was voor detectie [2]. Menselijke vrijwilligers vertoonden <2% gewichtsverlies ondanks het 4-daagse vasten [2], in tegenstelling tot 20% gewichtsverlies bij muizen die 48 uur vastten [2].
Vastennabootsende diëten en hervoeding
Espinoza et al. voerden een gerandomiseerde studie uit naar twee formuleringen van een vastennabootsend dieet (FMD) versus controle bij 30 gezonde volwassenen in de leeftijd van 25-65 jaar [1]. Het FMD bestond uit 1100 kcal op dag 1 en 700-800 kcal op dag 2-5, gevolgd door hervoeding [1]. Met behulp van met chloroquine behandelde PBMCs om de autofagische flux te beoordelen [1], vertoonde de controlegroep op dag 6 hogere LC3B-II/LC3B-I-ratio's dan de FMD-groepen (p=0.0191) [1], wat erop wijst dat FMD de autofagische degradatie versterkte via een verhoogde flux [1]. Significante verschillen in flux tussen de groepen traden op tegen het einde van de 6-daagse interventie (p<0.05) [1], waarbij een trend naar een verhoogde flux in de ProLon-groep aanhield tot 48 uur na hervoeding op dag 8 [1]. De interventie verlaagde nuchtere glucose, insuline en HOMA-IR, terwijl β-hydroxybutyrate toenam [1], hoewel de kleine steekproefomvang en de korte beoordelingsperiode de generaliseerbaarheid beperkten [1].
Van Dyck et al. onderzochten of een nutriëntenonderbreking van 12 uur een vastenrespons kon initiëren bij 70 langdurig kritiek zieke patiënten [9]. De gerandomiseerde cross-over-opzet wisselde 12 uur voeding volgens streefwaarde af met 12 uur vasten op dag 8±1 van het ICU-verblijf [9]. De 12-urige vastenperiode leidde tot een significante toename van serumbilirubine en β-hydroxybutyrate en een daling van de insulinebehoefte en serum-IGF-I (alle p≤0.001) [9], wat de initiatie van een metabole vastenrespons bevestigde. Autofagiemarkers in volbloed en geïsoleerde witte bloedcellen bleven echter grotendeels onaangetast door het vasten, zowel bij patiënten als bij 23 gematchte gezonde controles [9]. De auteurs concludeerden dat bloedmonsters autofagie op weefselniveau mogelijk niet betrouwbaar weerspiegelen [9], aangezien drie patiënten tijdens het vasten ernstige hypoglykemie ontwikkelden [9].
Tkhakushinov & Lysenkov onderzochten partiële voedseldeprivatie (800-1200 kcal/dag) gedurende 12 dagen bij 20 mannen verdeeld over drie leeftijdsgroepen [14]. Met Beclin-1 als autofagiemarker [14] stelden zij vast dat leeftijd de belangrijkste factor was die de autofagie-activiteit beïnvloedde, waarbij de activiteit afnam naarmate de leeftijd toenam [14]. Gewichtscategorie had geen significante invloed op de activatie van autofagie tijdens calorierestrictie [14]. Correlaties tussen autofagie-activiteit (delta-beclin-1) en parameters van het lipidemetabolisme varieerden per leeftijdsgroep, met negatieve correlaties met HDL bij jonge volwassenen en negatieve correlaties met LDL en totaal cholesterol bij ouderen [14]. De studie mat statische Beclin-1-abundantie in plaats van flux [14].
Interacties tussen fysieke inspanning en vasten
Twee studies van dezelfde Belgische onderzoeksgroep onderzochten hoe de intensiteit van fysieke inspanning en de voedingstoestand interageren om autofagie in skeletspieren te beïnvloeden. Schwalm et al. 2015 wezen 23 goed getrainde atleten gerandomiseerd toe aan een controle-, lage-intensiteit (55% VO2 peak) of hoge-intensiteit (70% VO2 peak) fietssessie van 2 uur in zowel gevoede als nuchtere toestand [12]. De intensiteit van de inspanning bleek bepalender dan voeding bij het activeren van autofagie [12]. Inspanning met een hoge intensiteit verlaagde de LC3bII- en p62/SQSTM1-niveaus in de vastus lateralis, wat duidt op een verhoogde autofagische flux [12]. Deze toename in flux was geassocieerd met een verhoogde AMPKα-activiteit, zoals aangetoond door een hogere fosforylering van AMPKαThr72 en ACCSer79 na hoogintensieve inspanning (p<0.001) [12]. De fosforylering van ULK1Ser317 nam toe na inspanning (p<0.001) [12], terwijl vasten alleen de autofagie niet significant verhoogde in vergelijking met inspanningsintensiteit [12].
Synthese
Methodologische hiërarchie en fluxmeting
Studies die gebruikmaken van gevalideerde flux-assays leveren betrouwbaarder bewijs dan studies die statische markers meten. De drie studies die lysosomale remmers toepasten om autofagische flux direct te meten—Espinoza et al., Pietrocola et al. en Singh et al.—vertegenwoordigen methodologisch superieure opzetten [1–4]. Espinoza et al. toonden aan dat een 5-daags vasten-nabootsend dieet de flux verhoogde in vergelijking met controles [1], terwijl Pietrocola et al. aantoonden dat 4 dagen vasten de flux in neutrofielen activeerde wanneer deze op de juiste wijze werd gemeten [2]. Daarentegen vonden Singh et al. dat 12 uur nachtelijk vasten gevolgd door refeeding de flux niet veranderde [3, 4]. Deze op flux gebaseerde studies suggereren dat de vastenduur cruciaal is: meerdaags vasten activeert meetbare autofagie, terwijl nachtelijk vasten mogelijk geen detecteerbare fluxveranderingen teweegbrengt binnen het meetvenster van 1 uur na refeeding.
Studies die leunen op LC3B-II/LC3B-I-ratio's of p62-abundantie zonder fluxbeoordeling stuiten op interpretatieve beperkingen. Zowel Vendelbo et al. als Bak et al. vonden verhoogd LC3B-II naast verhoogd p62 tijdens 72 uur vasten [5, 6], patronen waarvan de auteurs erkenden dat ze een definitieve fluxbepaling verhinderen [5, 6]. De gelijktijdige toename van beide markers zou kunnen wijzen op hetzij autofagosoomaccumulatie door verstoorde degradatie, hetzij verhoogde p62-synthese tijdens stress, in plaats van een verhoogde flux. Deze ambigue bevindingen moeten minder zwaar worden gewogen dan directe fluxmetingen bij het beoordelen van de effecten van vasten op autofagie.
Weefselspecifieke responsen en biologische compartimenten
Verschillende weefsels vertonen uiteenlopende autofagieresponsen op vasten, wat ogenschijnlijk tegenstrijdige bevindingen verklaart. De conclusie van Van Dyck et al. dat bloedmonsters autofagie op weefselniveau mogelijk niet weerspiegelen [9], sluit aan bij toenemend bewijs voor compartimentspecifieke responsen. Studies in skeletspierweefsel (Vendelbo, Bak, Schwalm 2015 en 2017) toonden consistent activering van componenten van de autofagieroute, waaronder verminderde mTOR-signalering [5] en verhoogde ULK1-expressie [6], zelfs wanneer fluxmetingen ambigu waren. Daarentegen vonden studies die autofagie maten in circulerende bloedcellen (Van Dyck, Singh et al., Kröpfl) hetzij geen veranderingen [3, 4, 9], hetzij celtypespecifieke responsen die beperkt bleven tot specifieke leukocytensubsets [10].
De bevinding van Kröpfl et al. dat vasten leidde tot een toename van autofagische monocyten maar niet van lymfocyten, terwijl lichaamsbeweging leidde tot een toename van autofagische lymfocyten maar niet van monocyten [10], toont aan dat zelfs binnen het bloed verschillende celtypen verschillend reageren op metabole stressoren. Pietrocola et al. namen onder leukocytensubpopulaties van gevastte vrijwilligers uitsluitend autofagie-activering waar in neutrofielen [2]. Deze weefsel- en celtypespecifieke responsen suggereren dat vasten bij voorkeur autofagie activeert in metabool actieve weefsels zoals spieren, terwijl bloedcellen, met name lymfocyten, mogelijk minder gevoelig zijn voor door vasten geïnduceerde autofagie.
Temporele dynamiek en meettiming
De timing van metingen ten opzichte van vasten en refeeding beïnvloedt de waargenomen autofagieveranderingen aanzienlijk. Chen et al. maten autofagie in leukocyten zowel na 12 uur nachtelijk vasten als 2 uur na het ontbijt [11], en vonden dat vasten autofagie-activering induceerde bij gezonde proefpersonen [11]. Singh et al. maten PBMCs daarentegen pas 1 uur na een eiwitrijke maaltijd volgend op 12 uur vasten en vonden geen fluxverandering [3, 4], waarbij zij opmerkten dat de bemonstering na 1 uur mogelijk niet optimaal was [4]. Refeeding onderdrukt autofagie waarschijnlijk via mTOR-reactivering, en de kinetiek van deze onderdrukking kan variëren per weefsel en nutriëntensamenstelling.
Studies naar langdurig vasten (72 uur tot 4 dagen) maten autofagie aan het einde van de vastenperiode zonder directe refeeding [2, 5, 6], waardoor maximale autofagie-activering werd vastgelegd. Espinoza et al. maten autofagie op unieke wijze tijdens het vasten-nabootsende dieet (dagen 4 en 6) en 48 uur na refeeding (dag 8) [1], en observeerden dat de verhoogde flux in de ProLon-groep een trend naar persistentie vertoonde na refeeding [1]. Dit suggereert dat autofagie-activering mogelijk niet direct omkeert na refeeding, maar de 48-uursmeting kan een vroege hernieuwde onderdrukking weerspiegelen. De inspanningsstudies (Schwalm 2015 en 2017) analyseerden spierbiopten direct en 1 uur na inspanning [12, 13], waarmee acute responsen werden vastgelegd die verschillen van chronische adaptaties aan vasten.
Dosis-respons: Vastenduur en omvang van autofagie
Er tekent zich een dosis-responsrelatie af waarbij langere vastenduren een duidelijkere autofagie-activering laten zien. Vier dagen volledig vasten (Pietrocola et al.) en een 5-daags vasten-nabootsend dieet (Espinoza et al.) vertoonden meetbare fluxtoenames [1, 2]. Tweeënzeventig uur vasten (Vendelbo, Bak) toonde activering van de autofagieroute via mTOR-suppressie en ULK1-opregulatie [5, 6], zelfs wanneer de flux ambigu bleef. Studies naar nachtelijk vasten van 12-15 uur lieten wisselende resultaten zien: Chen et al. vonden activering bij gezonde proefpersonen [11], maar Singh et al. vonden geen fluxverandering bij meting na refeeding [3, 4], en Van Dyck et al. stelden vast dat 12 uur vasten onvoldoende was om bloedmarkers voor autofagie te veranderen [9].
Dagelijkse tijdgebonden voedselinname (6-8-uursvensters) liet na meerdere dagen bescheiden effecten zien. Jamshed et al. vonden een toename van 22% in LC3A-expressie na 4 dagen met een eetvenster van 6 uur [7], terwijl Karahan et al. verhoogd ATG-5 vonden na 8 weken 16:8 tijdgebonden voedselinname [8]. De cumulatieve blootstelling in deze studies (in totaal 28 uur vasten over 4 dagen voor Jamshed; 672 uur over 8 weken voor Karahan) suggereert dat herhaalde dagelijkse vastencycli andere autofagiepatronen kunnen opleveren dan eenmalige langdurige vastenperioden.
Modulatie door metabole context
De metabole toestand tijdens het vasten moduleert autofagieresponsen. Studies die melding maakten van verhoogde ketonen (β-hydroxybutyraat) toonden gelijktijdige autofagie-activering: Jamshed et al. vonden verhoogde ochtendketonen met LC3A-opregulatie [7], Van Dyck et al. vonden verhoogd β-hydroxybutyraat vanaf 4 uur vasten met een metabole vastenrespons [9], en Espinoza et al. vonden verhoogde ketonen naast een verhoogde autofagische flux in de groep met het vasten-nabootsende dieet [1]. Ketonen kunnen dienen als een biomarker voor de metabole verschuiving die noodzakelijk is voor autofagie-activering.
Schwalm et al. (2015) toonden aan dat inspanningsintensiteit autofagie activeert via AMPK-afhankelijke routes, onafhankelijk van vasten [12]. Hoogintensieve inspanning verhoogde AMPKα-fosforylering en autofagische flux, ongeacht gevoede versus nuchtere toestand [12], wat suggereert dat AMPK-activering—hetzij door energiedepletie tijdens inspanning, hetzij door nutriëntendeprivatie tijdens vasten—een gemeenschappelijk mechanisme vormt. Deze mechanistische convergentie verklaart waarom inspanning en vasten autofagie kunnen activeren via gedeelde signaleringsroutes, ondanks verschillende triggers.
Ziektetoestand en basale autofagiecapaciteit
De bevinding van Chen et al. dat patiënten met chronische nierziekte er niet in slaagden autofagie te activeren tijdens nachtelijk vasten, terwijl gezonde controles een robuuste activering vertoonden [11], toont aan dat ziekte door vasten geïnduceerde autofagie teniet kan doen. Evenzo onderzochten Van Dyck et al. ernstig zieke ICU-patiënten die minimale veranderingen in autofagiemarkers vertoonden ondanks een metabole vastenrespons [9]. Dit suggereert dat ernstige ziekte de cellulaire capaciteit voor autofagie-inductie aantast, potentieel via inflammatie, oxidatieve stress of metabole disfunctie. Bak et al. stelden vast dat obese proefpersonen een lagere expressie van autofagiegerelateerde eiwitten in vetweefsel hadden ondanks een hogere totale lipolyse [6], wat erop wijst dat obesitas autofagieresponsen op weefselniveau kan afstompen, zelfs wanneer het totale lichaamsmetabolisme op vasten reageert.
Overwegingen omtrent studiekwaliteit
Gerandomiseerde cross-over-opzetten waarbij deelnemers als hun eigen controle fungeren (Jamshed, Schwalm 2015 en 2017, Vendelbo, Bak) minimaliseren interindividuele variabiliteit en leveren sterker bewijs dan single-arm pre-post-studies (Singh 2024 en 2025, Tkhakushinov) of patiënt-controle-opzetten (Chen) [3–7, 11–14]. Echter, zelfs goed opgezette cross-over-studies die gebruikmaken van statische markers stuiten op interpretatieve beperkingen in vergelijking met studies die flux meten met lysosomale remmers. De gerandomiseerde trial van Espinoza et al. levert, ondanks de kleine steekproefomvang en industriële sponsoring (hoewel financiers niet deelnamen aan de uitvoering of analyse) [1], hoogwaardige fluxdata met behulp van gevalideerde methodologie.
Integratie en klinische implicaties
Bij integratie van deze factoren suggereert het bewijs dat meerdaags vasten (≥72 uur) of vasten-nabootsende diëten autofagie activeren in metabool actieve weefsels, met name skeletspierweefsel, met meetbare fluxtoenames wanneer beoordeeld met passende methoden. Deze activering vereist een toereikende duur om metabole verschuivingen, waaronder ketogenese en substantiële mTOR-suppressie, te induceren. Kortere dagelijkse vastenperioden (12-15 uur) laten inconsistente autofagie-effecten zien, mogelijk als gevolg van de meettiming ten opzichte van refeeding, het onderzochte weefsel en individuele variatie in metabole flexibiliteit. Bloedcellen, met name lymfocyten, lijken minder responsief voor door vasten geïnduceerde autofagie dan spierweefsel of specifieke monocytenpopulaties. Ziektetoestanden zoals chronische nierziekte en kritieke ziekte kunnen de autofagierespons op vasten tenietdoen of aanzienlijk afstompen.
Humane studies die autofagie meten met gevalideerde flux-assays blijven schaars, wat definitieve conclusies over optimale vastenprotocollen voor autofagie-inductie beperkt. De discrepantie tussen preklinische modellen die robuuste autofagie-activering laten zien en humane studies die bescheiden of afwezige veranderingen tonen, wijst op soortverschillen in autofagieregulatie of benadrukt de beperkingen van de huidige humane meettechnieken. Toekomstig onderzoek vereist gestandaardiseerde fluxmeetprotocollen, weefselspecifieke beoordelingen en zorgvuldige aandacht voor de meettiming ten opzichte van vasten- en refeedingcycli.
